熱泵空調(diào)系統(tǒng)及電動汽車的制作方法

本公開涉及汽車空調(diào)系統(tǒng)，具體地，涉及一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，還涉及一種設(shè)置有該熱泵空調(diào)系統(tǒng)的電動汽車。

背景技術(shù)：

電動汽車沒有傳統(tǒng)汽車用來采暖的發(fā)動機余熱，無法提供采暖熱源。因此，電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)必須自身具有供暖的功能，即采用熱泵型空調(diào)系統(tǒng)和/或電加熱供熱。

公開號為CN102788397A的實用新型專利公開了一種電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)。該熱泵空調(diào)系統(tǒng)雖然可以在各類電動汽車中使用，但是該系統(tǒng)使用兩個室外換熱器(一個室外冷凝器和一個室外蒸發(fā)器)，導致汽車前端模塊風阻較大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，影響采暖效果。

另外，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)中有時需要控制制冷劑節(jié)流降壓或者只通過不節(jié)流，而現(xiàn)有的電子膨脹閥只能控制制冷劑節(jié)流或者不通過。為滿足熱泵系統(tǒng)的這種需求，現(xiàn)有技術(shù)要用到電子膨脹閥和電磁開關(guān)閥并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)需要用到兩個三通接頭、六根管路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不便于安裝。當電磁閥關(guān)閉，使用電子膨脹閥時，電子膨脹閥進口為中溫高壓的液態(tài)制冷劑，電子膨脹閥出口為低溫低壓的液態(tài)制冷劑，由于管路是連通的，所以電磁閥的進出口也分別跟電子膨脹閥進出口的制冷劑狀態(tài)一致，電磁閥進出口的制冷劑壓力溫度不一樣，容易對電磁閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損壞。另外，由于管路比較多，會提高整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑充注量，提高成本。熱泵空調(diào)系統(tǒng)在低溫下工作時，壓縮機回油會比較困難，這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還會不利于熱泵空調(diào)系統(tǒng)的回油。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及電動汽車，以解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的第一方面，提供一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機、室內(nèi)冷凝器、室內(nèi)蒸發(fā)器、室外換熱器、第一膨脹閥、第二膨脹閥、第一換向閥和第二換向閥，所述第一換向閥和第二換向閥均具有第一閥口、第二閥口和第三閥口，該第一閥口可選擇地與所述第二閥口或第三閥口連通，所述壓縮機的出口與所述室內(nèi)冷凝器的入口連通，所述室內(nèi)冷凝器的出口與所述第一換向閥的第一閥口連通，所述第一換向閥的第二閥口與所述室外換熱器的入口連通，所述第一換向閥的第三閥口經(jīng)由所述第一膨脹閥與所述室外換熱器的入口連通，或者，所述壓縮機的出口與所述第一換向閥的第一閥口連通，所述第一換向閥的第二閥口與所述室外換熱器的入口連通，所述第一換向閥的第三閥口與所述室內(nèi)冷凝器的入口連通，該室內(nèi)冷凝器的出口通過所述第一膨脹閥與所述室外換熱器的入口連通，所述室外換熱器的出口與所述第二換向閥的第一閥口連通，所述第二換向閥的第二閥口與所述壓縮機的入口連通，所述第二換向閥的第三閥口經(jīng)由所述第二膨脹閥與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機的入口連通。

可選地，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口經(jīng)由單向閥與所述壓縮機的入口連通。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于電動汽車，所述第二換向閥的第二閥口與所述壓縮機的入口之間還設(shè)置有板式換熱器，該板式換熱器同時設(shè)置在所述電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。

可選地，所述電機冷卻系統(tǒng)包括與所述板式換熱器串聯(lián)以形成回路的電機、電機散熱器和水泵。

可選地，所述系統(tǒng)還包括氣液分離器，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口和所述第二換向閥的第二閥口分別與所述氣液分離器的入口連通，所述氣液分離器的出口與所述壓縮機的入口連通。

可選地，所述系統(tǒng)還包括PTC加熱器，該PTC加熱器用于加熱流經(jīng)所述室內(nèi)冷凝器的風。

可選地，所述PTC加熱器設(shè)置在所述室內(nèi)冷凝器的迎風側(cè)或背風側(cè)。

根據(jù)本公開的第二方面，提供一種電動汽車，包括根據(jù)本公開的第一方面提供的所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下即可實現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷和制熱、室外側(cè)換熱器除霜功能，且能滿足同時制冷采暖的需求。在室外換熱器旁通除霜過程中，仍能滿足車內(nèi)采暖需求。此外，由于本公開的熱泵空調(diào)系統(tǒng)僅采用一個室外換熱器，因此能夠減小汽車前端模塊的風阻，解決了無發(fā)動機余熱循環(huán)系統(tǒng)的純電動車或混合動力車使用純電動模式的汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)采暖能效低、無法滿足除霜除霧法規(guī)要求、安裝復(fù)雜等問題，達到降低能耗、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便管路布置的效果。此外，通過在熱泵空調(diào)系統(tǒng)中安裝第一換向閥、第一膨脹閥、第二換向閥和第二膨脹閥，可以極大地簡化管路連接，降低成本，并且減少整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑充注量，便于壓縮機回油；另外，本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單的特點，因此易于批量生產(chǎn)。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的另一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本公開的另一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本公開的另一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本公開的另一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

在本公開中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是相對于附圖的圖面方向而言的，“上游、下游”是相對于媒介，如，制冷劑的流動方向而言的，具體地，朝向制冷劑的流動方向為下游，背離制冷劑的流動方向為上游，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)與外。

在本公開中，電動汽車可以包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。

圖1是根據(jù)本公開的一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)可以包括：HVAC(采暖通風及空調(diào)，Heating Ventilation and Air Conditioning)總成600和風門機構(gòu)(未示出)，其中，風門機構(gòu)可以用于導通通向室內(nèi)蒸發(fā)器602和室內(nèi)冷凝器601的風道。此外，所述系統(tǒng)還包括第一換向閥1、第一膨脹閥3、第二換向閥2、第二膨脹閥4、壓縮機604和室外換熱器605。其中，HVAC總成600可以包括室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。其中，第一換向閥1和第二換向閥2均具有第一閥口11，21、第二閥口12，22和第三閥口13，23，該第一閥口11，21可選擇地與第二閥口12，22或第三閥口13，23連通，該第一換向閥1和第二換向閥2例如可以為兩位三通換向閥。

具體地，壓縮機604的出口與室內(nèi)冷凝器601的入口連通，室內(nèi)冷凝器601的出口與第一換向閥1的第一閥口11連通，第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605的入口連通，第一換向閥1的第三閥口13經(jīng)由第一膨脹閥3與室外換熱器605的入口連通。換言之，室內(nèi)冷凝器601的出口選擇性地經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11和第二閥口12組成的通流支路與室外換熱器605的入口連通，或者經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11、第三閥口13和第一膨脹閥3組成的節(jié)流支路與室外換熱器605的入口連通。室外換熱器605的出口與第二換向閥2的第一閥口21連通，第二換向閥2的第二閥口22與壓縮機604的入口連通，第二換向閥2的第三閥口23經(jīng)由第二膨脹閥4與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通，換言之，室外換熱器605的出口選擇性地經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21和第二閥口22組成的通流支路與壓縮機604的入口連通，或者經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口11、第三閥口23和第二膨脹閥4組成的節(jié)流支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與壓縮機604的入口連通。

在本公開中，第一膨脹閥3和第二膨脹閥4為具有節(jié)流降溫功能的閥門結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本公開對此不作贅述。

圖2示出了根據(jù)本公開的另一實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括氣液分離器611和單向閥615，其中，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口和第二換向閥2的第二閥口22分別與氣液分離器611的入口連通，氣液分離器611的出口與壓縮機604的入口連通。這樣，經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602和第二換向閥2的第二閥口22流出的制冷劑可以首先經(jīng)過氣液分離器611進行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機604中，從而防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604，從而可以延長壓縮機604的使用壽命，并提高整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口通過單向閥615與氣液分離器611的入口連通。這里，設(shè)置單向閥615是為了防止在低溫采暖模式(以下將詳細描述)下制冷劑回流至室內(nèi)蒸發(fā)器602，影響采暖效果。

下面將以圖2為例來詳細描述本公開提供的第一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)在不同的工作模式下的循環(huán)過程及原理。應(yīng)當理解的是，其他實施方式(例如，圖1所示的實施方式)下的系統(tǒng)循環(huán)過程及原理與圖2是相似的，此處就不再一一贅述。

模式一：高溫制冷模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖2所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連。此時，通過風門機構(gòu)控制風不經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601，由于無風經(jīng)過，因此，在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)不會進行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第二閥口12連通，此時第一換向閥1起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時第一換向閥1的第二閥口12仍為高溫高壓的氣體。第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。第二膨脹閥4開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口相連，低溫低壓液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進行蒸發(fā)，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與單向閥615的入口相連，單向閥615的出口與氣液分離器611的入口相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中風的流向僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602，室內(nèi)冷凝器601無風經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。

模式二：低溫采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個低溫采暖循環(huán)系統(tǒng)。如圖2所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連，此時，室內(nèi)冷凝器601有風經(jīng)過，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝，使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第三閥口13連通，該第三閥口13與第一膨脹閥3的入口連通，經(jīng)過第一膨脹閥3的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓的液體。其中，第一膨脹閥3的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥3出口與室外換熱器605的入口相連，室外換熱器605吸收室外空氣的熱量，室外換熱器605出口為低溫低壓的氣體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第二閥口22連通，該第二換向閥2的第二閥口22與氣液分離器11的入口連通，制冷劑不經(jīng)過室內(nèi)蒸發(fā)器602直接進入氣液分離器611中，未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中的風同時流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。

模式三：同時制冷采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個制冷采暖同時開循環(huán)系統(tǒng)。如圖2所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝，使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第三閥口13連通，該第三閥口13與第一膨脹閥3的入口連通，經(jīng)過第一膨脹閥3的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。其中，第一膨脹閥3的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥3出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605出口為低溫低壓的液體，通過不完全蒸發(fā)使其出口仍保持低溫低壓的氣液混合體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓的氣液混合體。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602相連，低溫低壓的液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進行蒸發(fā)，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602與氣液分離器611相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中的風同時流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。

模式四：室外換熱器除霜模式。如圖2所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連。此時，室內(nèi)冷凝器601僅作為流道流過，室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第二閥口12連通，此時第一換向閥1起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時第一換向閥1的第二閥口12仍為高溫高壓的氣體。第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。第二膨脹閥4開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602相連，室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602與氣液分離器611相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600可不開風。

在低溫采暖模式、以及同時制冷采暖模式下，為了提高采暖能力，優(yōu)選地，如圖3所示，在整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置了板式換熱器612，該板式換熱器612同時也被設(shè)置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣，可以利用電機冷卻系統(tǒng)的余熱給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑加熱，從而可提高壓縮機604的吸氣溫度和吸氣量。板式換熱器612可以設(shè)置在第二換向閥2的第二閥口22與壓縮機604的入口之間。即，板式換熱器612的制冷劑入口612a與第二換向閥2的第二閥口22連通，板式換熱器612的制冷劑出口612b與氣液分離器611的入口連通。

與此同時，板式換熱器612同時設(shè)置在電機冷卻系統(tǒng)中。如圖3所示，電機冷卻系統(tǒng)可以包括與板式換熱器612串聯(lián)以形成回路的電機、電機散熱器613和水泵614。這樣，制冷劑能夠通過板式換熱器612與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。

在本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，可使用R134a、R410a、R32、R290等各種制冷劑，優(yōu)先選用中高溫制冷劑。

圖4是根據(jù)本公開的另一實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，HVAC總成600還可以包括PTC加熱器619，該PTC加熱器619用于對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風進行加熱。

在本公開中，PTC加熱器619可以為高壓PTC(由整車高壓電池驅(qū)動)，電壓范圍：200V-900V。或者，PTC加熱器619也可以為低壓PTC(12V或24V蓄電池驅(qū)動)，電壓范圍：9V-32V。另外，此PTC加熱器619可以是由幾條或幾塊PTC陶瓷片模塊及散熱翅片組成的一個完整的芯體，也可以為帶散熱翅片的條狀或塊狀的PTC陶瓷片模塊。

在本公開中，該PTC加熱器619可以布置在室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè)。并且，為了提高對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風的加熱效果，該PTC加熱器619可以與室內(nèi)冷凝器601平行設(shè)置。在其他實施方式中，該PTC加熱器619也可以布置在HVAC總成600的箱體的吹腳風口及除霜風口處，還可以布置在除霜風道的風口處。

如果將PTC加熱器619布置在箱體內(nèi)室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè)，與室內(nèi)冷凝器601平行布置，可在箱體殼體上挖槽，PTC加熱器619垂直插入放進箱體，也可以在室內(nèi)冷凝器601邊板上焊接支架，PTC加熱器619通過螺釘固定在室內(nèi)冷凝器601的支架上。如果將PTC加熱器619布置在箱體的吹腳風口及除霜風口處，或布置在除霜風道的風口處，可通過螺釘直接固定在箱體出風口及風道口的風口處。

通過這一實施方式，當車外溫度過低，熱泵低溫采暖的制熱量不滿足車內(nèi)需求時，可運行PTC加熱器619輔助制熱采暖，由此可以消除熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫制熱時制熱量小，整車除霜除霧慢，采暖效果不佳等缺陷。

圖5是根據(jù)本公開的第二種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以包括上文所介紹的第一換向閥1、第一膨脹閥3、第二換向閥2、第二膨脹閥4、HVAC總成600和風門機構(gòu)。如圖2和圖5所示，該第二種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)與第一種實施方式提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似，在此只重點介紹兩種實施方式的不同之處。具體地，如圖5所示，在本公開提供的第二種實施方式中，壓縮機604的出口與第一換向閥1的第一閥口11連通，第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605的入口連通，第一換向閥1的第三閥口13與室內(nèi)冷凝器601的入口連通，該室內(nèi)冷凝器601的出口通過第一膨脹閥3與室外換熱器605的入口連通。即，在第二種實施方式中，從壓縮機604出來的制冷劑并不全部都經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601，而是經(jīng)過第一換向閥1的第二閥口12和第三閥口13分別流向室外換熱器605或室內(nèi)冷凝器601。例如，當熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于高溫制冷模式或室外換熱器除霜模式下時，制冷劑可以繞過室內(nèi)冷凝器601而直接流向室外換熱器605的入口，以此方式能夠減少熱泵空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)所需的制冷劑總量。而在第一種實施方式中，從壓縮機604出來的制冷劑必須全部流向室內(nèi)冷凝器601，隨后經(jīng)過第一換向閥1的第二閥口12和第三閥口13分流流向室外換熱器605或第一膨脹閥3。

在第二種實施方式中，如圖5所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括氣液分離器611和單向閥615，其中，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口和第二換向閥2的第二閥口22分別與氣液分離器611的入口連通，氣液分離器611的出口與壓縮機604的入口連通。這樣，經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602和第二換向閥2的第二閥口22流出的制冷劑可以首先經(jīng)過氣液分離器611進行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機604中，從而防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604，從而可以延長壓縮機604的使用壽命，并提高整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口通過單向閥615與氣液分離器611的入口連通。這里，設(shè)置單向閥615是為了防止在低溫采暖模式(以下將詳細描述)下制冷劑回流至室內(nèi)蒸發(fā)器602，影響采暖效果。

下面將以圖5為例來詳細描述本公開提供的第二種熱泵空調(diào)系統(tǒng)在不同的工作模式下的循環(huán)過程及原理。

模式一：高溫制冷模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖5所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，壓縮機604的出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第二閥口12連通，此時第一換向閥1起開關(guān)閥作用，僅作為流道使用，此時第一換向閥1的第二閥口12仍為高溫高壓的氣體。第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。第二膨脹閥4開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口相連，低溫低壓液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進行蒸發(fā)，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與單向閥615的入口相連，單向閥615的出口與氣液分離器611的入口相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中風的流向僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602，室內(nèi)冷凝器601無風經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。

模式二：低溫采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個低溫采暖循環(huán)系統(tǒng)。如圖5所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，壓縮機604的出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第三閥口13連通，該第三閥口13與室內(nèi)冷凝器601相連，此時，室內(nèi)冷凝器601有風經(jīng)過，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝，使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹閥3的入口連通，經(jīng)過第一膨脹閥3的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓的液體。其中，第一膨脹閥3的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥3出口與室外換熱器605的入口相連，室外換熱器605吸收室外空氣的熱量，室外換熱器605出口為低溫低壓的氣體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第二閥口22連通，該第二換向閥2的第二閥口22與氣液分離器11的入口連通，制冷劑不經(jīng)過室內(nèi)蒸發(fā)器602直接進入氣液分離器611中，未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中的風同時流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。

模式三：同時制冷采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時，整個系統(tǒng)形成一個制冷采暖同時開循環(huán)系統(tǒng)。如圖5所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，壓縮機604的出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第三閥口13連通，該第三閥口13與室內(nèi)冷凝器601相連，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝，使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹閥3的入口連通，經(jīng)過第一膨脹閥3的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。其中，第一膨脹閥3的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥3出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605出口為低溫低壓的液體，通過不完全蒸發(fā)使其出口為低溫低壓的氣液混合體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓的氣液混合體。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602相連，低溫低壓的液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進行蒸發(fā)，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602與氣液分離器611相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600中的風同時流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。

模式四：室外換熱器除霜模式。如圖5所示，首先，壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，壓縮機604的出口經(jīng)由第一換向閥1的第一閥口11與該第一換向閥1的第二閥口12連通，此時第一換向閥1起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時第一換向閥1的第二閥口12仍為高溫高壓的氣體。第一換向閥1的第二閥口12與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時，室外換熱器605出口經(jīng)由第二換向閥2的第一閥口21與該第二換向閥2的第三閥口23連通，該第二換向閥2的第三閥口23與第二膨脹閥4的入口連通，經(jīng)過第二膨脹閥4的節(jié)流降溫，其出口為低溫低壓液體。第二膨脹閥4開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹閥4出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602相連，室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602與氣液分離器611相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中，由此形成一個循環(huán)。此時HVAC總成600可不開風。

在低溫采暖模式、以及同時制冷采暖模式下，為了提高采暖能力，優(yōu)選地，在整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)中可以設(shè)置板式換熱器(未示出)，該板式換熱器同時也被設(shè)置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣，可以利用電機冷卻系統(tǒng)的余熱給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑加熱，從而可提高壓縮機604的吸氣溫度和吸氣量。板式換熱器可以設(shè)置在第二換向閥2的第二閥口22與壓縮機604的入口之間。即，板式換熱器的制冷劑入口與第二換向閥2的第二閥口22連通，板式換熱器的制冷劑出口與氣液分離器611的入口連通。

與此同時，板式換熱器同時設(shè)置在電機冷卻系統(tǒng)中。電機冷卻系統(tǒng)可以包括與板式換熱器串聯(lián)以形成回路的電機、電機散熱器和水泵。這樣，制冷劑能夠通過板式換熱器與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。

在本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，可使用R134a、R410a、R32、R290等各種制冷劑，優(yōu)先選用中高溫制冷劑。

進一步地，HVAC總成600還可以包括PTC加熱器，該PTC加熱器用于對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風進行加熱。

在本公開中，PTC加熱器可以為高壓PTC(由整車高壓電池驅(qū)動)，電壓范圍：200V-900V。或者，PTC加熱器也可以為低壓PTC(12V或24V蓄電池驅(qū)動)，電壓范圍：9V-32V。另外，此PTC加熱器可以是由幾條或幾塊PTC陶瓷片模塊及散熱翅片組成的一個完整的芯體，也可以為帶散熱翅片的條狀或塊狀的PTC陶瓷片模塊。

在本公開中，該PTC加熱器可以布置在室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè)。并且，為了提高對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風的加熱效果，該PTC加熱器可以與室內(nèi)冷凝器601平行設(shè)置。在其他實施方式中，該PTC加熱器也可以布置在HVAC總成600的箱體的吹腳風口及除霜風口處，還可以布置在除霜風道的風口處。

如果將PTC加熱器布置在箱體內(nèi)室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè)，與室內(nèi)冷凝器601平行布置，可在箱體殼體上挖槽，PTC加熱器垂直插入放進箱體，也可以在室內(nèi)冷凝器601邊板上焊接支架，PTC加熱器通過螺釘固定在室內(nèi)冷凝器601的支架上。如果將PTC加熱器布置在箱體的吹腳風口及除霜風口處，或布置在除霜風道的風口處，可通過螺釘直接固定在箱體出風口及風道口的風口處。

通過這一實施方式，當車外溫度過低，熱泵低溫采暖的制熱量不滿足車內(nèi)需求時，可運行PTC加熱器輔助制熱采暖，由此可以消除熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫制熱時制熱量小，整車除霜除霧慢，采暖效果不佳等缺陷。

綜上所述，本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下即可實現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷和制熱、室外側(cè)換熱器除霜功能，且能滿足同時制冷采暖的需求。在室外換熱器旁通除霜過程中，仍能滿足車內(nèi)采暖需求。此外，由于本公開的熱泵空調(diào)系統(tǒng)僅采用一個室外換熱器，因此能夠減小汽車前端模塊的風阻，解決了無發(fā)動機余熱循環(huán)系統(tǒng)的純電動車或混合動力車使用純電動模式的汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)采暖能效低、無法滿足除霜除霧法規(guī)要求、安裝復(fù)雜等問題，達到降低能耗、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便管路布置的效果。本公開提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單的特點，因此易于批量生產(chǎn)。

本公開還提供一種電動汽車，包括根據(jù)本公開提供的上述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。其中，該電動汽車可以包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當視為本公開所公開的內(nèi)容。